RU2684666C2

RU2684666C2 - Method and apparatus for measuring residual torsions

Info

Publication number: RU2684666C2
Application number: RU2017110783A
Authority: RU
Inventors: Тейхон ЯН; Чжигао Ю; Лю ЧЖО; Лей ГУ; Вей ШЕНЬ; Барт ВАНЛАНДЕГЕМ; Том Гоммерс; Эрвин ВЕРЕККЕН; Гислайн Дорнарт
Original assignee: Нв Бекаэрт Са
Priority date: 2014-09-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2019-04-11
Also published as: HUE042826T2; KR102391120B1; RU2017110783A3; BR112017000707B1; ES2717118T3; KR20170046666A; US20170191887A1; BR112017000707A2; TR201903926T4; US10317298B2; RU2017110783A; CN106796148A; EP3189318B1; EP3189318A1; CN106796148B; WO2016034306A1

Abstract

FIELD: measurement.SUBSTANCE: invention relates to a method and apparatus for measuring residual torsion of an elongated member, such as a steel rope. Apparatus comprises rotary head, wherein the rotary head comprises a wheel configured to direct said elongated structure, said wheel being mounted on the rotary head such that the wheel transmits to the rotary head torques created by said elongated structure and acting on said wheel. Rotary head is installed in said device along axis of rotation lying in plane of said wheel and containing center of said wheel. Said apparatus also comprises a sensor for measuring torque acting on the rotary head caused by said elongated structure. Rotary motion of said rotary head relative to said axis of rotation is limited by an angular range of ±5°. Essence: a. wheel is installed on rotary head so that torque acting on wheel is transmitted to rotary head; b. said rotary head is installed along axis of rotation on frame, wherein axis of rotation lies in plane of said wheel and comprises wheel center; c. elongated element is directed along peripheral surface of wheel; d. torque generated by said elongated element on said wheel and rotary head is measured by limiting rotary movement of rotary head by an angular range of ±5°.EFFECT: technical result: creation of simple means for measuring residual torsion, development of measuring devices, which are more accurate, possibility of measuring residual torsions along the whole range, increasing range of residual torsions, which can be measured.13 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates.

Изобретение относится к способу и аппарату для измерения остаточных кручений вытянутого элемента, такого как стальной трос.The invention relates to a method and apparatus for measuring residual torsions of an elongated element, such as a steel cable.

Уровень техникиThe level of technology

Остаточные кручения вытянутого элемента, такого как стальной трос, должны контролироваться и, следовательно, измеряться во время изготовления вытянутого элемента. При отсутствии адекватного контроля последующая обработка продолговатых элементов, например, соединение стальных тросов в резиновых пластинах может стать сложным или даже проблематичным процессом. Действительно, неконтролируемые остаточные кручения стальных тросов могут приводить к усилению подъема краев резиновых листов, армированных этими стальными тросами. Автоматическое манипулирование этими резиновыми листами может стать неудовлетворительным из-за подъема краев.Residual torsions of an elongated element, such as a steel cable, must be monitored and, therefore, measured during the manufacture of the elongated element. In the absence of adequate control, post-processing of elongated elements, for example, joining steel cables in rubber plates can be a difficult or even problematic process. Indeed, uncontrolled residual torsions of steel cables can lead to increased lifting of the edges of the rubber sheets reinforced with these steel cables. Automatic handling of these rubber sheets may be unsatisfactory due to the lifting of the edges.

Известно несколько вариантов осуществления измерения остаточных кручений.There are several options for measuring residual torsions.

В патенте США US-A-4,642,979 раскрыт способ регулирования свивки проволочного каната посредством измерения остающегося или остаточного кручения в проволочном канате. После скручивания проволочного каната, его проводят вдоль U-образной дуги поверх колеса или ролика для регулирования натяжения. Этот ролик для регулирования натяжения установлен с возможностью вращения. Угол поворота ролика для регулирования натяжения измеряют для определения остаточного кручения проволочного каната.In US patent US-A-4,642,979 disclosed a method of regulating the twisting of a wire rope by measuring the remaining or residual torsion in a wire rope. After twisting the wire rope, it is carried along a U-shaped arc over a wheel or roller to regulate tension. This tension adjustment roller is rotatably mounted. The angle of rotation of the tension control roller is measured to determine the residual torsion of the wire rope.

Этот способ измерения остаточных кручений посредством измерения угла поворота ролика для регулирования натяжения, который может поворачиваться более или менее свободно, хотя этот способ широко используют на практике, обладает несколькими недостатками.This method of measuring residual torsions by measuring the angle of rotation of the roller for adjusting the tension, which can rotate more or less freely, although this method is widely used in practice, has several disadvantages.

При предоставлении возможности ролику для регулирования натяжения свободно вращаться, специалист начинает оказывать влияние на параметр, который он хочет измерить, а именно, начинает уменьшать свободное вращение, а также количество остаточных кручений.By allowing the roller to regulate the tension to rotate freely, the specialist begins to influence the parameter that he wants to measure, namely, begins to reduce the free rotation, as well as the number of residual torsions.

Кроме того, при измерениях наблюдается некоторое гистерезисное поведение.In addition, there is some hysteresis in the measurements.

Кроме того, практика показала, что сложно охватить весь диапазон остаточных кручений, несмотря на возможность обеспечения почти свободного вращенияIn addition, practice has shown that it is difficult to cover the entire range of residual torsions, despite the possibility of providing almost free rotation.

Раскрытие изобретенияDISCLOSURE OF INVENTION

Целью изобретения является исключение или, по меньшей мере, ослабление недостатков прототипа.The aim of the invention is the elimination or at least the weakening of the disadvantages of the prototype.

Дополнительной целью изобретения является создание простых средств для измерения остаточных кручений.An additional objective of the invention is the creation of simple means for measuring residual torsions.

Другой целью изобретения является создание измерительных средств, являющихся более точными.Another object of the invention is to provide measuring means that are more accurate.

Еще одной целью изобретения является создание способа измерения остаточных кручений по всему диапазону.Another object of the invention is to provide a method for measuring residual torsions over the entire range.

Еще одной целью изобретения является увеличение диапазона остаточных кручений, которые могут быть измерены.Another aim of the invention is to increase the range of residual torsions that can be measured.

Согласно первому аспекту изобретения, создан аппарат для измерения остаточных кручений продолговатой структуры, например, стального троса. Аппарат содержит поворотную головку. Поворотная головка содержит колесо, приспособленное к направлению продолговатой структуры. Это колесо установлено в поворотной головке таким образом, чтобы передавался крутящий момент, создаваемый продолговатой структурой, находящейся на колесе, поворотной головке.According to the first aspect of the invention, an apparatus for measuring residual torsions of an elongated structure, such as a steel cable, is provided. The device contains a swivel head. The swivel head includes a wheel adapted to the direction of the oblong structure. This wheel is installed in the swivel head so that the torque generated by the elongated structure located on the wheel is transmitted to the swivel head.

Поворотная головка установлена в аппарате вдоль оси вращения. Ось вращения поворотной головки лежит в плоскости колеса и содержит центр колеса.The swivel head is installed in the machine along the axis of rotation. The axis of rotation of the swivel head lies in the plane of the wheel and contains the center of the wheel.

Аппарат дополнительно содержит датчик для измерения крутящего момента, действующего на поворотную головку, вызываемого продолговатой структурой.The apparatus further comprises a sensor for measuring the torque acting on the swivel head caused by an elongated structure.

Поворотное движение поворотной головки относительно оси вращения ограничено угловым диапазоном, составляющим ±5°, предпочтительно - ±3°, наиболее предпочтительно оно ограничено угловым диапазоном, составляющим ±2°.The rotary movement of the rotary head relative to the axis of rotation is limited to an angular range of ± 5 °, preferably ± 3 °, most preferably it is limited to an angular range of ± 2 °.

Термин «продолговатый элемент» относится не только к стальному тросу, но также и к другим скрученным или нескрученным структурам, например, к металлической стренге, проволочному канату, крученой одиночной проволоке и т.п.The term "elongated element" refers not only to the steel cable, but also to other twisted or non-twisted structures, for example, a metal strand, wire rope, single-spun wire, etc.

Посредством уменьшения амплитуды поворота поворотной головки до очень небольшого диапазона, негативное влияние самого поворота на измерение остаточного кручения также уменьшают до очень небольшой величины.By reducing the amplitude of rotation of the rotary head to a very small range, the negative impact of the rotation itself on the measurement of residual torsion is also reduced to a very small value.

Посредством уменьшения диапазона амплитуды поворота также улучшают охват всего диапазона остаточных кручений и, как это пояснено ниже, даже расширяют диапазон остаточных кручений, который может быть измерен.By reducing the range of amplitude, the turn also improves the coverage of the entire range of residual torsions and, as explained below, even expands the range of residual torsions that can be measured.

Один из предпочтительных вариантов осуществления - это возможность обеспечения угла поворота поворотной головки, равного 0°.One of the preferred embodiments is the possibility of providing the angle of rotation of the swivel head equal to 0 °.

Амплитуда поворота поворотной головки может быть уменьшена посредством создания механической цепи от колеса к раме путем использования тугоподвижного элемента, например, тугоподвижной пружины кручения и/или тугоподвижного датчика нагрузки самого датчика. Согласно закону Гука, с помощью этих тугоподвижных элементов переводят большой крутящий момент в небольшое перемещение.The amplitude of rotation of the swivel head can be reduced by creating a mechanical chain from the wheel to the frame by using a stiff element, for example, a stiff torsion spring and / or a stiff sensor for the sensor itself. According to Hooke's law, with the help of these stiff elements translate a large torque into a small displacement.

Дополнительным преимуществом использования очень тугоподвижных элементов является то, что - помимо более точного измерения - диапазон крутящих моментов, которые могут быть измерены, и, таким образом, диапазон остаточных кручений, который может быть измерен, может быть также увеличен.An additional advantage of using very stiff elements is that, in addition to more accurate measurements, the range of torques that can be measured, and thus the range of residual torsions that can be measured, can also be increased.

Датчик предпочтительно рассчитан на диапазон крутящих моментов, составляющих ±50 Н⋅мм, с точностью 0,5% по всему диапазону крутящих моментов. Наиболее предпочтительно, чтобы датчик был рассчитан на диапазон крутящих моментов, составляющих ±10 Н⋅мм, с точностью 0,5% по всему диапазону крутящих моментов.The sensor is preferably designed for a range of torques of ± 50 N ,mm, with an accuracy of 0.5% over the entire range of torques. Most preferably, the sensor is designed for a torque range of ± 10 N⋅mm, with an accuracy of 0.5% over the entire torque range.

При использовании датчиков этого типа достигается высокая точность измерений в диапазоне крутящих моментов, который охватывает весь диапазон остаточных кручений, встречающийся на практике.When using sensors of this type, a high accuracy of measurements in the range of torques is achieved, which covers the entire range of residual torsions encountered in practice.

С помощью датчика предпочтительно измеряют крутящий момент непосредственно путем измерения крутящего момента или силы.Using the sensor, it is preferable to measure the torque directly by measuring the torque or force.

В одном варианте осуществления изобретения датчик может содержать тензодатчик или тензодатчики в качестве датчика нагрузки.In one embodiment of the invention, the sensor may comprise a strain gauge or strain gauges as a load sensor.

В другом варианте осуществления изобретения датчик может содержать пружину кручения, например, двойную пружину кручения, в качестве датчика нагрузки.In another embodiment of the invention, the sensor may comprise a torsion spring, for example, a double torsion spring, as a load sensor.

С помощью датчика можно также измерять крутящий момент опосредованно путем измерения расстояния, положения или угла.Using the sensor, you can also measure torque indirectly by measuring distance, position or angle.

Наиболее предпочтительно датчик предварительно калибруют для того, чтобы он непосредственно показывал результаты измерений в количестве остаточных кручений на единицу длины.Most preferably, the sensor is pre-calibrated so that it directly shows the measurement results in the number of residual twists per unit length.

Посредством калибрования датчика до создания каждого троса и до установки датчика на производстве, процесс калибрования на месте может быть исключен или, по меньшей мере, сокращен до минимума.By calibrating the sensor before creating each cable and before installing the sensor in production, the on-site calibration process can be eliminated or at least reduced to a minimum.

Согласно второму аспекту изобретения создан способ измерения остаточных кручений в продолговатом элементе, например, в стальном тросе. Способ включает в себя следующие этапы:According to the second aspect of the invention, a method for measuring residual torsions in an elongated element, for example, in a steel cable, is provided. The method includes the following steps:

- установку колеса в поворотной головке таким образом, чтобы любые крутящие моменты, действующие на колесо, передавались упомянутой поворотной головке;- installation of the wheel in the swivel head so that any torques acting on the wheel are transmitted to the said swivel head;

- установку поворотной головки вдоль оси поворота на раме, где ось поворота лежит в плоскости колеса и содержит центр колеса;- installation of the swivel head along the axis of rotation on the frame, where the axis of rotation lies in the plane of the wheel and contains the center of the wheel;

- направление вытянутого элемента поверх колеса;- the direction of the elongated element over the wheel;

- измерение крутящего момента, создаваемого продолговатым элементом и действующего на колесо и поворотную головку, таким образом ограничивая поворотное движение поворотной головки до ±5°, предпочтительно - до ±3°.- measurement of the torque generated by the elongated element and acting on the wheel and the swivel head, thus limiting the rotary movement of the swivel head to ± 5 °, preferably to ± 3 °.

Этап d) осуществляют предпочтительно посредством использования датчика с диапазоном измеряемых крутящих моментов, составляющих ±50 Н⋅мм, и с точностью измерения 0,5% по всему диапазону крутящих моментов, наиболее предпочтительно - посредством использования датчика с диапазоном измеряемых крутящих моментов, составляющих ±10 Н⋅мм, и с точностью измерения 0,5% по всему диапазону.Step d) is preferably carried out using a sensor with a range of measured torques of ± 50 N⋅mm and with an accuracy of 0.5% over the entire range of torques, most preferably using a sensor with a range of measured torques of ± 10 N⋅mm, and with a measurement accuracy of 0.5% over the entire range.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1a и фиг. 1b показан первый вариант аппарата для измерения остаточных кручений согласно изобретению.FIG. 1a and FIG. 1b shows a first embodiment of an apparatus for measuring residual torsions according to the invention.

На фиг. 2 показан второй вариант аппарата для измерения остаточных кручений согласно изобретению.FIG. 2 shows a second variant of the apparatus for measuring residual torsions according to the invention.

На фиг. 3 показан третий вариант аппарата для измерения остаточных кручений согласно изобретению.FIG. 3 shows a third variant of the apparatus for measuring residual torsions according to the invention.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг. 1a, 1b и фиг. 2 проиллюстрированы способы непосредственного измерения крутящего момента.FIG. 1a, 1b and FIG. 2 illustrates methods for directly measuring torque.

На фиг. 1a изображен разрез по плоскости A-A на фиг. 1b первого варианта аппарата 100 для измерения остаточных кручений. На фиг. 1b изображен разрез по плоскости B-B на фиг. 1a этого аппарата 100.FIG. 1a shows a section along plane A-A in FIG. 1b of the first embodiment of the apparatus 100 for measuring residual torsions. FIG. 1b shows a section along the plane B-B in FIG. 1a of this apparatus 100.

Аппарат 100 содержит поворотную головку 102. Колесо или шкив 104 установлено на этой поворотной головке 102 на оси 106 в подшипнике 108. Колесо 104 может свободно вращаться относительно оси 106. Ось 106 закреплена на поворотной головке 102. Поворотная головка 102 вместе с колесом 104 установлена с возможностью поворота относительно оси поворота 110. К тому же поворотная головка 102 установлена с использованием подвесных пружин 112 на раме 114. Подвесные пружины 112 предпочтительно являются скорее упругими пружинами с относительно низким модулем упругости пружины для обеспечения возможности как можно более свободного поворота поворотной головки 102. Подвесные пружины 112 могут быть изготовлены из тонкой стальной проволоки. Механическая цепь от поворотной головки 102 к раме 114 также содержит тугоподвижные элементы в виде тензодатчиков 116. Эти тугоподвижные элементы воспринимают большую часть крутящего момента и ограничивают поворот поворотной головки 102 до ±3°, предпочтительно до ±2°. Тензодатчики 116 предпочтительно выбирают таким образом, чтобы они обладали высокой точностью и высоким коэффициентом чувствительности.The apparatus 100 includes a swivel head 102. A wheel or pulley 104 is mounted on this swivel head 102 on an axis 106 in a bearing 108. The wheel 104 can freely rotate about an axis 106. The axis 106 is fixed on the swivel head 102. The swivel head 102 together with the wheel 104 is mounted with rotatable about the axis of rotation 110. In addition, the swivel head 102 is installed using suspension springs 112 on the frame 114. Suspended springs 112 are preferably rather elastic springs with a relatively low modulus of elasticity of the spring to ensure that the swivel head 102 can rotate as freely as possible. The suspension springs 112 can be made of thin steel wire. The mechanical chain from the swivel head 102 to the frame 114 also contains stiff elements in the form of strain gauges 116. These stiff elements take up most of the torque and limit the rotation of the swivel head 102 to ± 3 °, preferably to ± 2 °. Strain gauges 116 are preferably chosen so that they have high accuracy and a high sensitivity coefficient.

Альтернативно, можно использовать тугоподвижные подвесные пружины 112 с высоким коэффициентом жесткости и устанавливать их последовательно с тензодатчиками 116. Эти тугоподвижные подвесные пружины 112 могут быть сформированы из достаточно толстой проволоки. В противоположность устройству, изображенному на фиг. 1a, механическая связь выполнена между одной из подвесных пружин и тензодатчиками 116. Этот вариант обладает преимуществом, заключающимся в том, что весь диапазон крутящих моментов воспринимается не только тензодатчиками.Alternatively, it is possible to use stiff suspension springs 112 with a high stiffness coefficient and install them in series with strain gauges 116. These stiff suspension springs 112 can be formed from sufficiently thick wire. In contrast to the device shown in FIG. 1a, a mechanical connection is made between one of the suspension springs and strain gauges 116. This option has the advantage that the entire range of torques is perceived not only by strain gauges.

Еще одним альтернативным решением является использование той же самой установки, которая представлена на фиг. 1a, с параллельным расположением подвесных пружин 112 и тензодатчиков 116. Альтернатива заключается в использовании тугоподвижных подвесных пружин 112 вместо упругих подвесных пружин. Отношение крутящего момента, воспринимаемого подвесными пружинами 112, и крутящего момента, воспринимаемого тензодатчиками 116, калибруют.Another alternative solution is to use the same installation as shown in FIG. 1a, with a parallel arrangement of the suspension springs 112 and strain gauges 116. The alternative is to use the suspension suspension springs 112 instead of the elastic suspension springs. The ratio of the torque sensed by the suspension springs 112 and the torque sensed by the strain gauges 116 is calibrated.

На фиг. 2 показан еще один аппарат 200 для измерения остаточных кручений в продолговатом элементе 202.FIG. 2 shows another apparatus 200 for measuring residual torsions in an elongated element 202.

Стальной трос 202 обведен вокруг колеса 104 вдоль дуги U-образной формы, где колесо 104 соединено с поворотной головкой 102. Поворотная головка 102 установлена вдоль оси поворота 110 с возможностью поворота.The steel cable 202 is circled around the wheel 104 along an U-shaped arc, where the wheel 104 is connected to the swivel head 102. The swivel head 102 is mounted along the axis of rotation 110 rotatably.

Поворотная головка 102 присоединена посредством тугоподвижной подвесной пружины 204 к неподвижному датчику крутящего момента 206. Неподвижный датчик крутящего момента 206 может быть датчиком промышленно выпускаемого типа. Такой датчик крутящего момента может содержать внутри его тензодатчики, механически соединенные с торсионным стержнем. Любой крутящий момент, воспринимаемый подвесной пружиной 204, деформирует торсионный стержень и, при этом, также упруго и реверсивно деформирует тензодатчики, прикрепленные к торсионному стержню. Изменения электрического сопротивления тензодатчиков пропорциональны деформации тензодатчиков.The rotary head 102 is connected by means of a stiff suspension spring 204 to a fixed torque sensor 206. The fixed torque sensor 206 may be a commercially available type sensor. Such a torque sensor may contain inside its strain gauges mechanically connected to the torsion bar. Any torque perceived by the suspension spring 204 deforms the torsion bar and, at the same time, also deforms the strain gauges attached to the torsion bar elastically and reversibly. Changes in electrical resistance of strain gauges are proportional to strain gauges strain.

Датчик крутящего момента предпочтительно может содержать четыре тензодатчика. Множество из четырех тензодатчиков может быть также использовано. Эти тензодатчики располагают в виде измерительного мостика Уитстона и создают постоянное напряжение или переменное напряжение, или подают переменный ток к датчику через соединение 208. Выходное напряжение от тензодатчиков пропорционально измеряемому крутящему моменту. Использование переменного тока обеспечивает возможность исключения теплового отклонения и эффектов термопары в системе. Неподвижный датчик крутящего момента 206 может быть размещен в раме 210.The torque sensor may preferably contain four load cells. Many of the four strain gauges can also be used. These strain gauges are arranged in the form of a Wheatstone measuring bridge and create a constant voltage or alternating voltage, or supply alternating current to the sensor through connection 208. The output voltage from the strain gauges is proportional to the measured torque. The use of alternating current provides the possibility of eliminating thermal deflection and thermocouple effects in the system. A fixed torque sensor 206 may be placed in frame 210.

На фиг. 3 проиллюстрирован способ опосредованного измерения крутящего момента на поворотной головке 102.FIG. 3 illustrates a method for indirectly measuring torque on a swivel head 102.

Поворотная головка 102 с колесом 104 подвешена с возможностью поворота с использованием подвесной пружины 302 к раме 304. Механическая цепь между поворотной головкой 102 и рамой 304 содержит двойную пружину кручения 306’, 306”. В случае, если постоянная кручения двойной пружины кручения 306’, 306” высокая, то постоянная кручения подвесной пружины 302 может быть несколько меньше. В случае, если постоянная кручения двойной пружины кручения 306’, 306” низкая, то постоянная кручения подвесной пружины 306, 306” является более высокой. Вся механическая цепь должна быть достаточно тугоподвижной для ограничения поворота поворотной головки 102 в диапазоне, составляющем ±3°.The swivel head 102 with the wheel 104 is suspended to rotate using the suspension spring 302 to the frame 304. The mechanical chain between the swivel head 102 and the frame 304 contains a double torsion spring 306 ', 306 ”. If the torsion constant of a double torsion spring 306 ’, 306” is high, then the torsion constant of the suspension spring 302 may be somewhat less. In the event that the torsion constant of a double torsion spring 306 ’, 306” is low, then the torsion constant of the suspension spring 306, 306 ”is higher. The entire mechanical chain must be sufficiently tight to limit the rotation of the swivel head 102 in a range of ± 3 °.

Подвесная пружина 302 предпочтительно является упругой, а двойная пружина кручения 306’, 306” - тугоподвижной, чтобы, таким образом, основная часть крутящего момента воспринималась двойной пружиной кручения 306’, 306”.The suspension spring 302 is preferably elastic, and the double torsion spring 306 ’, 306” is inert, so that the main part of the torque is perceived as the double torsion spring 306 ’, 306”.

Левый рычаг 308’ и правый рычаг 308” соединены с поворотной головкой 302. В случае, если поворотная головка 302 поворачивается в направлении стрелки 310’, то левый рычаг 308’ перемещает немного хвостовой конец левой части 306’ двойной пружины кручения.The left arm 308 ’and the right arm 308” are connected to the swivel head 302. In case the swivel head 302 rotates in the direction of the arrow 310 ’, the left arm 308’ moves the tail end of the left part 306 ’of the double torsion spring slightly.

В случае, если поворотная головка 302 поворачивается в направлении стрелки 310”, то правый рычаг 308” перемещает немного хвостовой конец правой части 306” двойной пружины кручения.In the event that the swivel head 302 rotates in the direction of the arrow 310 ”, the right lever 308” moves the tail end of the right side 306 ”of the double torsion spring slightly.

Угол перемещения хвостовых концов двойной пружины кручения 306', 306” или величина перемещения рычагов 308’, 308” пропорциональны крутящему моменту, действующему на колесо 104 и величине остаточных кручений, присутствующих в продолговатом элементе.The angle of movement of the tail ends of the double torsion spring 306 ', 306 "or the amount of movement of the levers 308', 308" is proportional to the torque acting on the wheel 104 and the amount of residual torsions present in the elongated element.

Перечень номеров позиций List of item numbers

100 - Первый вариант измерительного аппарата100 - The first version of the measuring apparatus

102 - Поворотная головка102 - swivel head

104 – Колесо или шкив104 - Wheel or pulley

106 - Ось106 - Axis

108 - Подшипник108 - Bearing

110 – Ось поворота110 - The axis of rotation

112 - Подвесная пружина112 - Suspension spring

114 - Рама114 - Rama

116 - Тензодатчик116 - load cell

200 - Второй вариант измерительного аппарата200 - The second version of the measuring apparatus

202 - Продолговатый элемент202 - elongated element

204 - Подвесная пружина204 - Suspension spring

206 - Датчик крутящего момента206 - torque sensor

208 - Соединительный кабель208 - Connection cable

210 - Рама210 - Rama

300 - Третий вариант измерительного аппарата300 - The third version of the measuring apparatus

302 - Подвесная пружина302 - Suspension spring

304 - Рама304 - Rama

306’ - Левая часть двойной пружины кручения306 ’- Left side of double torsion spring

306” - Правая часть двойной пружины кручения306 ”- Right side of double torsion spring

308’ - Левая часть рычага308 ’- Left hand lever

308” - Правая часть рычага308 "- The right side of the lever

310’ - Направление поворота, при котором оказывается воздействие на левую часть двойной пружины кручения,310 ’—The direction of rotation in which the left side of the double torsion spring is affected,

310” - Направление поворота, при котором оказывается воздействие на правую часть двойной пружины кручения.310 ”- Direction of rotation, which affects the right side of the double torsion spring.

Claims

1. An apparatus for measuring residual torsions in an elongated structure, such as a steel cable, containing

swivel head

moreover, the swivel head contains a wheel made with the ability to direct the specified elongated structure,

said wheel is mounted on the swivel head in such a way that the wheel transmits the torques generated by the said elongated structure and acting on the said wheel to the rotary head;

the rotary head is installed in the specified device along the axis of rotation lying in the plane of the specified wheel and containing the center of the specified wheel,

the specified device also contains a sensor for measuring the torque acting on the swivel head, caused by the specified elongated structure, characterized in that

the rotary movement of the specified rotary head relative to the specified axis of rotation is limited to the angular range of ± 5 °.

2. The apparatus according to claim 1, wherein the pivoting movement of said pivoting head relative to said pivot axis is limited to an angular range of ± 3 °.

3. The apparatus according to claim 1 or 2, in which

The specified sensor is designed to measure torques in the range of ± 50 N⋅mm with an accuracy of 0.5% over the entire range of torques.

4. Apparatus according to any one of paragraphs. 1-3, in which the specified sensor is designed to measure torques in the range of ± 10 N⋅mm with an accuracy of 0.5% over the entire range of torques.

5. Apparatus according to any one of paragraphs. 1-4, in which using the specified sensor is measured torque by direct measurement of torque or force.

6. The apparatus according to claim. 5,

wherein said sensor contains a strain gauge.

7. The apparatus according to claim. 5,

wherein said sensor comprises a torsion spring.

8. The apparatus according to claim 7,

wherein said torsion spring is a double torsion spring.

9. Apparatus according to any one of paragraphs. 14,

in which the torque is measured indirectly by means of the specified sensor, by measuring the angle or position.

10. Apparatus according to any one of paragraphs. 1-9, in which the specified sensor is pre-calibrated in such a way as to show the measurement results of residual torsions per unit length.

11. A method of measuring residual torsions in an elongated element, such as a steel cable, comprising the steps of

but. install the wheel on the swivel head so that the torques acting on the wheel are transmitted to the swivel head;

b. set the specified swivel head along the axis of rotation on the frame, and the axis of rotation lies in the plane of the specified wheel and contains the center of the wheel;

c. guide the elongated element on the peripheral surface of the wheel;

d. measure the torque generated by the specified elongated element on the specified wheel and the swivel head, limiting the turning movement of the swivel head angular range of ± 5 °.

12. A method according to claim 11, in which in step d limit the rotational movement of the rotary head angular range of ± 3 °.

13. A method according to claim 11 or 12, in which step d is carried out using a sensor designed to measure torques in the range of ± 50 N⋅mm with an accuracy of 0.5% over the entire range of torques.